Importância fisiológica do catabolismo de lisina durante estresse salino em Arabidopsis thaliana

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Neves, Tárik Galvão
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Arabidopsis thaliana; Fisiologia vegetal; Plantas - Metabolismo; Aminoácidos; Solos - Salinidade; Plantas - Efeito do sal; Fisiologia Vegetal
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27555

Solos salinos, aquele em que as concentrações de sal excedem à 10 mM de cloreto de sódio (NaCl), geram danos significativos que afetam o crescimento e desenvolvimento de cultivos agrícolas. A ocorrência de solos salinos é comum em regiões áridas e semi-áridas. No entanto, áreas agricultáveis podem sofrer com a salinização onde, em conjunto com um sistema de drenagem natural ou artificial ineficaz, a água de irrigação, ainda que de boa qualidade, pode gerar o acúmulo de sal na rizosfera. Os impactos em plantas causados pelo excesso de sal nos solos culminam em (i) estresse osmótico que reduz o potencial hídrico do solo, dificultando a obsorção de água pelas raízes, e (ii) desbalanço iônico celular caso altas concentrações de Na + ou Cl - forem absorvidos. Em conjunto, os danos causados pela presença de altas concentrações de NaCl na solução do solo diminuem a absorção de água e nutrientes, interferindo em processos metabólicos importantes como fotossíntese e respiração. Cumpre ressaltar que as mitocôndrias de plantas desempenham deversas funções importantes para o metabolismo vegetal e, em condições de estresse salino, a geração de energia mediada pelo ciclo dos ácidos tricarboxílicos (TCA) e pela cadeia transportadora de elétrons mitocondrial (mETC) são afetados pelo déficit de carboidratos provenientes da fotossíntese. Nesse contexto, vias alternativas da respiração são induzidas fornecendo elétrons para mETC e compostos intermediários para o ciclo do TCA. Estudos recentes mostram que a degradação de proteínas e catabolismo de aminoácidos podem gerar incrementos nas taxas respiratórias em condições de escassez de carbono. Tanto a biossíntese quanto o catabolismo de lisina apresentam uma estreita ligação com o metabolismo energético em especial com o ciclo do TCA. Dessa forma, o presente trabalho buscou investigar o papel da lisina nas respostas fisiológicas e metabólicas em resposta ao estresse salino. Para tanto, os impactos ocasionados ao crescimento e metabolismo foram analisados em mutantes na biossíntese de lisina fornecendo evidências fenotípicas e fisiológicas da importância de lisina para uma maior tolerância ao estresse salino em Arabidopsis thaliana. Plântulas de Arabidopsis com redução da atividade da enzima L,L-diaminopimelato aminotransferase (dapat) mostraram uma maior sensibilidade ao estresse salino quando comparadas ao seu tipo selvagem, apresentando baixa germinação de sementes em todos tratamentos com estresse salino, enquanto mutantes para a dihidropicolinato sintase (dhdps-2) apresentaram maior tolerância ao estresse salino. Além disso, foi observado em todos genótipos reduções progressivas nos valores da eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (F v /F m ) ocorrendo de forma mais acelerada quando submetidas a 150 mM de NaCl. Concomitantemente, diminuições nos teores de clorofila total e na razão clorofila a / clorofila b foram observadas. Não obstante, o estresse salino induziu o acúmulo de aminoácidos totais, bem como diminuições nas concentrações de proteínas totais e amido. Assim, é plausível sugerir que outros compostos, que podem atuar como osmorreguladores, tiveram papel importante nas respostas aqui observadas. Os resultados apresentados demonstram a importância de lisina como um substrato alternativo para manutenção da homeostase celular em condições de estresse salino.